DE102017117877A1 - Solar cell and process for producing a solar cell - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Solarzelle hergestellt, die ein kristallines Siliziumsubstrat eines ersten Leitungstyps 10 mit einer Textur, die auf der Oberfläche bereitgestellt ist, und eine amorphe Siliziumschicht des i-Typs 16, die sich auf der Oberfläche des kristallinen Siliziumsubstrats 10 befindet, aufweist, wobei die Textur einen größeren Krümmungsradius R1 von Basisteilen davon aufweist als ein Krümmungsradius R2 von Peakteilen davon. Das kristalline Siliziumsubstrat 10 weist einen stark dotierten Bereich 10b eines ersten Leitungstyps, der eine Dotiersubstanz eines ersten Leitungstyps enthält, auf dessen Oberfläche auf, und die Dotiersubstanzkonzentration in dem stark dotierten Bereich 10b eines ersten Leitungstyps ist höher als in der Mitte in der Dickenrichtung des kristallinen Siliziumsubstrats 10.A solar cell comprising a crystalline silicon substrate of a first conductivity type 10 having a texture provided on the surface and an i-type amorphous silicon layer 16 located on the surface of the crystalline silicon substrate 10 is fabricated Has a larger radius of curvature R1 of base portions thereof than a radius of curvature R2 of peak portions thereof. The crystalline silicon substrate 10 has a heavily doped region 10b of a first conductivity type containing a dopant of a first conductivity type on the surface thereof, and the dopant concentration in the heavily doped region 10b of a first conductivity type is higher than the center in the thickness direction of the crystalline Silicon substrate 10.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATION

Die gesamte Offenbarung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-155419 , die am 8. August 2016 eingereicht worden ist, einschließlich die Beschreibung, die Patentansprüche, die Zeichnungen und die Zusammenfassung, ist unter Bezugnahme hierin einbezogen.The entire revelation of Japanese Patent Application No. 2016-155419 , filed on Aug. 8, 2016, including the specification, claims, drawings and abstract, is incorporated herein by reference.

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Solarzelle und ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle.The present disclosure relates to a solar cell and a method of manufacturing a solar cell.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Es sind Solarzellen bekannt, die eine Textur aufweisen, wobei es sich um eine raue bzw. unebene Struktur handelt, die auf deren Oberfläche bereitgestellt ist. Durch Bereitstellen der Textur wird die Reflexion von Licht vermindert und die Stromerzeugungseffizienz kann aufgrund der Verlängerung der optischen Weglänge in der Stromerzeugungsschicht verbessert werden. Zum Vermindern des Lichtreflexionsausmaßes von der Oberfläche der transparenten leitfähigen Schicht ist z. B. ein Verfahren bekannt, in dem eine Siliziumsubstratoberfläche mit einer alkalischen Lösung oder einer sauren Lösung behandelt wird, um dadurch die Textur unter Nutzung der Differenz bei der Nassätzgeschwindigkeit abhängig von der Ebenenrichtung zu bilden.Solar cells are known which have a texture, which is a rough or uneven structure provided on the surface thereof. By providing the texture, the reflection of light is reduced and the power generation efficiency can be improved due to the extension of the optical path length in the power generation layer. For reducing the amount of light reflection from the surface of the transparent conductive layer, e.g. For example, a method is known in which a silicon substrate surface is treated with an alkaline solution or an acidic solution to thereby form the texture by utilizing the difference in wet etching speed depending on the plane direction.

Wie es in der 4 gezeigt ist, wird in einer Solarzelle, in der die Oberfläche eines Siliziumsubstrats 50 mit einer Textur versehen ist, Licht, das auf das Siliziumsubstrat 50 einfällt, gebrochen und konvergiert an einem Peakteil (dem Spitzenteil der Textur, der in der Figur durch eine Schraffur angegeben ist) einer rauen Struktur. Daher wird die Dichte von erzeugten Ladungsträgern in dem Peakteil der Textur höher als in den anderen Bereichen. Ferner werden bezüglich solcher Solarzellen Solarzellen gefordert, in denen die Rekombination von Ladungsträgern mit hoher Dichte soweit wie möglich unterdrückt ist und die eine weiter verbesserte Ausgangsleistung aufweisen.As it is in the 4 is shown in a solar cell in which the surface of a silicon substrate 50 is provided with a texture, light that is on the silicon substrate 50 is incident, refracted and converges on a peak portion (the peak portion of the texture indicated by hatching in the figure) of a rough texture. Therefore, the density of generated carriers in the peak part of the texture becomes higher than in the other areas. Further, with respect to such solar cells, solar cells are required in which the recombination of high-density carriers is suppressed as much as possible and which has a further improved output.

Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist in dem Fall der Verwendung eines Siliziumsubstrats mit einer Textur die Bereitstellung einer Solarzelle mit einer verbesserten Lebensdauer von Ladungsträgern in der Umgebung der Oberfläche des Siliziumsubstrats und eines Verfahrens zu deren Herstellung.An object of the present disclosure, in the case of using a silicon substrate having a texture, is to provide a solar cell having an improved lifetime of carriers in the vicinity of the surface of the silicon substrate and a method of manufacturing the same.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Solarzelle mit einem kristallinen Siliziumsubstrat eines ersten Leitungstyps mit einer Textur, die auf einer Oberfläche davon bereitgestellt ist, und einer amorphen Siliziumschicht, die sich auf der Oberfläche des kristallinen Siliziumsubstrats befindet, wobei die Textur einen größeren Krümmungsradius von Basisteilen davon aufweist als derjenige von Peakteilen davon; wobei das kristalline Siliziumsubstrat einen stark dotierten Bereich eines ersten Leitungstyps mit einer Dotiersubstanz eines ersten Leitungstyps auf der Oberfläche aufweist; und der stark dotierte Bereich eines ersten Leitungstyps eine höhere Dotiersubstanzkonzentration aufweist als diejenige in dem zentralen Bereich in der Dickenrichtung des kristallinen Siliziumsubstrats.One aspect of the present disclosure is a solar cell comprising a crystalline silicon substrate of a first conductivity type having a texture provided on a surface thereof and an amorphous silicon layer located on the surface of the crystalline silicon substrate, the texture having a larger radius of curvature of bases having as that of peak portions thereof; wherein the crystalline silicon substrate has a heavily doped region of a first conductivity type with a dopant of a first conductivity type on the surface; and the heavily doped region of a first conductivity type has a higher dopant concentration than that in the central region in the thickness direction of the crystalline silicon substrate.

Ferner ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle, das einen ersten Schritt des Bildens einer Textur auf einer Oberfläche eines kristallinen Siliziumsubstrats eines ersten Leitungstyps; einen zweiten Schritt des Diffundierenlassens einer Dotiersubstanz eines ersten Leitungstyps auf die Oberfläche des Siliziumsubstrats, auf der die Textur ausgebildet ist, so dass die Oberfläche eine höhere Dotiersubstanzkonzentration aufweist als diejenige in dem zentralen Bereich in der Dickenrichtung des Siliziumsubstrats; und einen dritten Schritt des Bildens einer amorphen Siliziumschicht auf der Oberflächenseite des Siliziumsubstrats, auf der die Textur ausgebildet ist, umfasst, wobei in dem ersten Schritt die Textur derart ausgebildet wird, dass Basisteile davon einen größeren Krümmungsradius aufweisen als Peakteile davon.Further, another aspect of the present disclosure is a method of manufacturing a solar cell, comprising a first step of forming a texture on a surface of a crystalline silicon substrate of a first conductivity type; a second step of diffusing a dopant of a first conductivity type onto the surface of the silicon substrate on which the texture is formed so that the surface has a higher dopant concentration than that in the central region in the thickness direction of the silicon substrate; and a third step of forming an amorphous silicon layer on the surface side of the silicon substrate on which the texture is formed, wherein in the first step, the texture is formed such that base portions thereof have a larger radius of curvature than peak portions thereof.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden auf der Basis der folgenden Figuren beschrieben, worin:Embodiments of the present disclosure will be described based on the following figures, wherein:

1 eine schematische Querschnittsansicht ist, die eine Struktur einer Solarzelle in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; 1 Fig. 12 is a schematic cross-sectional view showing a structure of a solar cell in an embodiment of the present invention;

2 eine vergrößerte schematische Querschnittsansicht ist, die eine Struktur einer Solarzelle in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; 2 is an enlarged schematic cross-sectional view showing a structure of a solar cell in an embodiment of the present invention;

3 eine Ansicht zum Erläutern des Betriebs einer Solarzelle in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und 3 shows a view for explaining the operation of a solar cell in an embodiment of the present invention; and

4 eine Ansicht zum Erläutern des Betriebs einer Solarzelle des Standes der Technik ist. 4 is a view for explaining the operation of a solar cell of the prior art.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DESCRIPTION OF EMBODIMENTS

Nachstehend werden Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung (nachstehend als Ausführungsformen bezeichnet) unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben. In dieser Beschreibung sind spezifische Formen, Materialien, Zahlenwerte, Richtungen und dergleichen Beispiele zum Erleichtern des Verständnisses der vorliegenden Offenbarung und können gemäß Anwendungen, Aufgaben, Spezifikationen und dergleichen zweckmäßig verändert werden. Ferner wird nachstehend in dem Fall des Einbeziehens einer Mehrzahl von Ausführungsformen und modifizierten Beispielen davon ausgegangen, dass charakteristische Teile davon durch deren geeignetes Kombinieren verwendet werden. Ferner sind die Zeichnungen, auf die in der Beschreibung von Ausführungsformen Bezug genommen wird, schematische Darstellungen und Abmessungsverhältnisse und dergleichen von Bestandteilselementen, die in den Zeichnungen angegeben sind, unterscheiden sich in manchen Fällen von denjenigen realer Gegenstände.Hereinafter, embodiments according to the present disclosure (hereinafter referred to as embodiments) will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this specification, specific shapes, materials, numerical values, directions, and the like are examples for facilitating the understanding of the present disclosure, and may be appropriately changed according to applications, tasks, specifications, and the like. Further, in the case of including a plurality of embodiments and modified examples, it will be assumed hereinafter that characteristic parts thereof are used by suitably combining them. Further, the drawings referred to in the description of embodiments are schematic representations and dimensional ratios and the like of constituent elements shown in the drawings are sometimes different from those of real objects.

Die 1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Solarzelle 100. Wie es in der 1 gezeigt ist, weist die Solarzelle 100 ein kristallines Siliziumsubstrat des n-Typs als ersten Leitungstyp (nachstehend als Siliziumsubstrat bezeichnet) 10, eine erste amorphe Siliziumschicht des i-Typs 12, eine amorphe Siliziumschicht des p-Typs als zweiten Leitungstyp (nachstehend als amorphe Siliziumschicht des p-Typs bezeichnet) 14, eine zweite amorphe Siliziumschicht des i-Typs 16 und eine amorphe Siliziumschicht des n-Typs 18 auf.The 1 is a schematic cross-sectional view of a solar cell 100 , As it is in the 1 is shown, the solar cell points 100 an n-type crystalline silicon substrate as a first conductivity type (hereinafter referred to as a silicon substrate) 10 , a first amorphous silicon layer of the i-type 12 , a p-type amorphous silicon layer as a second conductivity type (hereinafter referred to as a p-type amorphous silicon layer) 14 , a second amorphous silicon layer of the i-type 16 and an n-type amorphous silicon layer 18 on.

Das Siliziumsubstrat 10 kann ein polykristallines Siliziumsubstrat des n-Typs sein, jedoch handelt es sich vorzugsweise um ein Einkristallsiliziumsubstrat des n-Typs. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Siliziumsubstrat 10 verwendet, in dem die Ebenenrichtungen der Vorderoberfläche und der Rückoberfläche auf der Stufe vor der Durchführung eines später beschriebenen Ätzschritts(100)-Ebenen sind.The silicon substrate 10 may be a n-type polycrystalline silicon substrate, but is preferably an n-type single crystal silicon substrate. In the present embodiment, the silicon substrate becomes 10 is used in which the plane directions of the front surface and the back surface are at the stage before performing an etching step (100) planes described later.

Die erste amorphe Siliziumschicht des i-Typs 12 ist auf einer ersten Hauptoberfläche des Siliziumsubstrats 10 bereitgestellt. Ferner ist die amorphe Siliziumschicht des p-Typs 14 auf der ersten Hauptoberflächenseite des Siliziumsubstrats 10 bereitgestellt. Insbesondere ist die amorphe Siliziumschicht des p-Typs 14 auf der Seite gegenüber der Seite des Siliziumsubstrats 10 der ersten amorphen Siliziumschicht des i-Typs 12 bereitgestellt. Die zweite amorphe Siliziumschicht des i-Typs 16 ist auf einer zweiten Hauptoberfläche des Siliziumsubstrats 10 bereitgestellt. Die amorphe Siliziumschicht des n-Typs 18 ist auf der Seite gegenüber der Seite des Siliziumsubstrats 10 der zweiten amorphen Siliziumschicht des i-Typs 16 bereitgestellt.The first amorphous silicon layer of the i-type 12 is on a first main surface of the silicon substrate 10 provided. Further, the amorphous silicon layer is p-type 14 on the first main surface side of the silicon substrate 10 provided. In particular, the amorphous silicon layer is p-type 14 on the side opposite to the side of the silicon substrate 10 the first amorphous silicon layer of the i-type 12 provided. The second amorphous silicon layer of the i-type 16 is on a second major surface of the silicon substrate 10 provided. The amorphous silicon layer of the n-type 18 is on the side opposite to the side of the silicon substrate 10 the second amorphous silicon layer of the i-type 16 provided.

Die erste amorphe Siliziumschicht des i-Typs 12, die amorphe Siliziumschicht des p-Typs 14, die zweite amorphe Siliziumschicht des i-Typs 16 und die amorphe Siliziumschicht des n-Typs 18 weisen eine Funktion des Unterdrückens der Rekombination von lichterzeugten Ladungsträgern auf. Diese Siliziumschichten 12, 14, 16 und 18 werden zweckmäßig durch ein chemisches Gasphasenabscheidungsverfahren (CVD-Verfahren), insbesondere ein Plasma-CVD-Verfahren, abgeschieden. Als Ausgangsmaterialgas, das für die Abscheidung der Siliziumschichten 12, 14, 16 und 18 verwendet wird, wird zweckmäßig ein Silizium-enthaltendes Gas aus SiH4, Si2H6 und dergleichen oder ein Gemisch dieser Gase mit H2 verwendet. Als Dotiersubstanzgas zur Bildung der amorphen Siliziumschichten 14 oder 18 des p-Typs oder n-Typs wird zweckmäßig z. B. B2H6 oder PH3 verwendet. Bei der Menge von zugesetzten Fremdatomen, wie z. B. P und B, muss es sich nur um Spurenmengen handeln, und ein Mischgas mit SiH4, H2 oder dergleichen kann ebenfalls verwendet werden.The first amorphous silicon layer of the i-type 12 , the amorphous silicon layer of the p-type 14 , the second amorphous silicon layer of i-type 16 and the n-type amorphous silicon layer 18 have a function of suppressing the recombination of photogenerated carriers. These silicon layers 12 . 14 . 16 and 18 are suitably deposited by a chemical vapor deposition (CVD) process, in particular a plasma CVD process. As starting material gas, for the deposition of the silicon layers 12 . 14 . 16 and 18 is suitably used, a silicon-containing gas of SiH 4 , Si 2 H 6 and the like, or a mixture of these gases with H 2 . As a dopant gas for forming the amorphous silicon layers 14 or 18 of the p-type or n-type is suitably z. B. B 2 H 6 or PH 3 used. In the amount of added impurities such. For example, P and B need only be trace amounts, and a mixed gas with SiH 4 , H 2 or the like may also be used.

Die erste und die zweite amorphe Siliziumschicht des i-Typs 12 und 16 sind vorzugsweise hydrierte amorphe Siliziumschichten des i-Typs (i-Typ a-Si:H) und die amorphe Siliziumschicht des p-Typs 14 ist vorzugsweise eine hydrierte amorphe Siliziumschicht des p-Typs (p-Typ a-Si:H). Ferner ist die amorphe Siliziumschicht des n-Typs 18 vorzugsweise eine hydrierte amorphe Siliziumschicht des n-Typs (n-Typ a-Si:H). Die i-Typ a-Si:H-Schicht kann mittels eines CVD-Verfahrens unter Verwendung eines Ausgangsmaterialgases aus SiH4, das mit H2 verdünnt ist, abgeschieden werden. Bei der Abscheidung der p-Typ a-Si:H-Schicht wird ein Ausgangsmaterialgas aus SiH4, dem B2H6 zugesetzt ist und das mit Wasserstoff verdünnt ist, verwendet. Bei der Abscheidung der n-Typ a-Si:H-Schicht wird ein Ausgangsmaterialgas verwendet, das anstelle von B2H6 PH3 enthält. Dabei muss nicht jede der amorphen Siliziumschichten 12, 14, 16 und 18 notwendigerweise hydriert sein. Ferner ist das Abscheidungsverfahren von jeder der Halbleiterschichten nicht speziell beschränkt.The first and second amorphous silicon layers of the i-type 12 and 16 are preferably hydrogenated amorphous silicon layers of the i-type (i-type a-Si: H) and the amorphous silicon layer of the p-type 14 is preferably a hydrogenated p-type amorphous silicon layer (p-type a-Si: H). Further, the amorphous silicon layer is of the n-type 18 Preferably, a hydrogenated amorphous silicon layer of the n-type (n-type a-Si: H). The i-type a-Si: H layer can be deposited by a CVD method using a raw material gas of SiH 4 diluted with H 2 . In the deposition of the p-type a-Si: H layer, a raw material gas of SiH 4 to which B 2 H 6 is added and which is diluted with hydrogen is used. In the deposition of the n-type a-Si: H layer, a raw material gas containing H 2 H 6 PH 3 instead of B 2 is used . Not every one of the amorphous silicon layers has to be 12 . 14 . 16 and 18 necessarily be hydrogenated. Further, the deposition method of each of the semiconductor layers is not particularly limited.

Die Solarzelle 100 soll Licht von der Seite der amorphen Siliziumschicht des n-Typs 18 empfangen. Wie es in der 1 gezeigt ist, weist die Solarzelle 100 auf der Rückoberflächenseite der Seite, die der Lichteinfallsseite gegenüber liegt, eine transparente leitfähige Schicht 20 und eine Rückseitenkollektorelektrode 22 in dieser Reihenfolge auf der amorphen Siliziumschicht des p-Typs 14 auf. Ferner weist die Solarzelle 100 auf der Vorderoberflächenseite, welche die Lichteinfallsseite ist, eine transparente leitfähige Schicht 24 und eine Vorderseitenkollektorelektrode 26 in dieser Reihenfolge auf der amorphen Siliziumschicht des n-Typs 18 auf. Die transparente leitfähige Schicht 20 ist auf nahezu dem gesamten Bereich der Rückoberfläche der amorphen Siliziumschicht des p-Typs 14 ausgebildet, und die transparente leitfähige Schicht 24 ist auf nahezu dem gesamten Bereich der Vorderoberfläche der amorphen Siliziumschicht des n-Typs 18 ausgebildet. Jede der transparenten leitfähigen Schichten 20 und 24 weist eine Transparenz und Leitfähigkeit auf. Jede der transparenten leitfähigen Schichten 20 und 24 ist aus einem Metalloxid, wie z. B. In2O3, ZnO, SnO2 oder TiO2, aufgebaut. Diese Metalloxide können mit einer Dotiersubstanz, wie z. B. Sri, Zn, W, Sb, Ti, Ce, Zr, Mo, Al oder Ga, dotiert sein.The solar cell 100 should light from the side of the n-type amorphous silicon layer 18 receive. As it is in the 1 is shown, the solar cell points 100 on the back surface side of the side opposite to the light incident side, a transparent conductive layer 20 and a back collector electrode 22 in this order on the p-type amorphous silicon layer 14 on. Furthermore, the solar cell points 100 on the front surface side, which is the light incident side, a transparent conductive layer 24 and a front collector electrode 26 in this order on the n-type amorphous silicon layer 18 on. The transparent conductive layer 20 is on almost the entire area of the back surface of the p-type amorphous silicon layer 14 formed, and the transparent conductive layer 24 is on almost the whole area of the front surface of the n-type amorphous silicon layer 18 educated. Each of the transparent conductive layers 20 and 24 has a transparency and conductivity. Each of the transparent conductive layers 20 and 24 is of a metal oxide, such as. B. In 2 O 3 , ZnO, SnO 2 or TiO 2 , constructed. These metal oxides can with a dopant, such as. As Sri, Zn, W, Sb, Ti, Ce, Zr, Mo, Al or Ga, be doped.

Die Rückseitenkollektorelektrode 22 und die Vorderseitenkollektorelektrode 26 werden z. B. durch Siebdrucken eines Musters, das eine große Anzahl von Fingerteilen und von Sammelschienenteilen, deren Anzahl geringer ist als diejenige der Fingerteile, enthält, mit einer leitfähigen Paste gebildet. Die Rückseitenkollektorelektrode 22 wird vorzugsweise in einem größeren Bereich als die Vorderseitenkollektorelektrode 26 gebildet und die Fingerteile der Rückseitenkollektorelektrode 22 werden vorzugsweise in einer größeren Anzahl als die Fingerteile der Vorderseitenkollektorelektrode 26 gebildet. Da die Strukturen der Elektroden nicht speziell beschränkt sind, kann z. B. die Rückoberflächenseitenkollektorelektrode aus einer Metallschicht ausgebildet sein, die über nahezu dem gesamten Bereich der transparenten leitfähigen Schicht ausgebildet sein kann.The back collector electrode 22 and the front collector electrode 26 be z. Example, by screen printing a pattern containing a large number of finger parts and busbar parts, the number of which is lower than that of the finger parts, formed with a conductive paste. The back collector electrode 22 is preferably in a larger range than the front collector electrode 26 formed and the finger parts of the back collector electrode 22 are preferably larger in number than the finger parts of the front collector electrode 26 educated. Since the structures of the electrodes are not particularly limited, z. For example, the back surface side collector electrode may be formed of a metal layer that may be formed over almost the entire region of the transparent conductive layer.

Die Solarzelle 100 soll Licht von der Seite der amorphen Siliziumschicht des n-Typs 18 empfangen, jedoch kann die Solarzelle 100 Licht von der Seite der amorphen Siliziumschicht des p-Typs 14 empfangen. Ferner kann die Solarzelle Licht sowohl von der Seite der amorphen Siliziumschicht des p-Typs 14 als auch von der Seite der amorphen Siliziumschicht des n-Typs 18 empfangen.The solar cell 100 should light from the side of the n-type amorphous silicon layer 18 However, the solar cell can 100 Light from the side of the p-type amorphous silicon layer 14 receive. Further, the solar cell can emit light from both sides of the p-type amorphous silicon layer 14 as well as from the side of the n-type amorphous silicon layer 18 receive.

Ferner ist auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats 10 eine Textur bereitgestellt. Die Textur bezieht sich auf eine raue Struktur der Oberfläche zum Unterdrücken der Oberflächenreflexion, so dass die Lichtabsorptionsmenge des Siliziumsubstrats 10 erhöht wird. Die Textur wird z. B. nur auf der Oberfläche der Lichteinfallsseite oder sowohl auf der Oberfläche der Lichteinfallsseite als auch auf der Rückoberfläche gebildet.Further, on the surface of the silicon substrate 10 provided a texture. The texture refers to a rough structure of the surface for suppressing the surface reflection, so that the light absorption amount of the silicon substrate 10 is increased. The texture is z. B. formed only on the surface of the light incident side or both on the surface of the light incident side and on the rear surface.

Die Texturstruktur kann durch Anwenden eines Säureätzens oder Alkaliätzens zum Ätzen der Oberfläche des Siliziumsubstrats 10 gebildet werden. Das Säureätzen kann unter Verwendung einer wässrigen Lösung durchgeführt werden, die z. B. Fluorwasserstoffsäure und ein Oxidationsmittel (Salpetersäure oder Chromsäure) enthält. Das Alkaliätzen kann unter Verwendung einer wässrigen Lösung durchgeführt werden, die z. B. Hydrazin (NH), Natriumhydroxid (NaOH) und Kaliumhydroxid (KOH) enthält.The texture structure may be obtained by applying acid etching or alkali etching to etching the surface of the silicon substrate 10 be formed. The acid etching can be carried out using an aqueous solution, e.g. For example, hydrofluoric acid and an oxidizing agent (nitric acid or chromic acid). The alkali etching may be carried out by using an aqueous solution containing e.g. As hydrazine (NH), sodium hydroxide (NaOH) and potassium hydroxide (KOH).

Beispielsweise wird in dem Fall, bei dem das Siliziumsubstrat 10 ein Einkristallsiliziumsubstrat mit der Oberfläche der (100)-Ebene auf der Stufe vor der Durchführung der Ätzbehandlung aufweist, durch Anwenden eines anisotropen Ätzens eine Textur gebildet, die eine raue Struktur aus Pyramidenformen ist, deren (111)-Ebenen geneigte Oberflächen davon sind. Die Höhe der Textur beträgt z. B. 1 μm bis 10 μm.For example, in the case where the silicon substrate becomes 10 a single crystal silicon substrate having the surface of the (100) plane on the step before performing the etching treatment, by applying anisotropic etching, a texture is formed which is a rough structure of pyramidal shapes whose (111) planes are inclined surfaces thereof. The height of the texture is z. B. 1 micron to 10 microns.

Nach dem Bilden der Textur auf dem Einkristallsiliziumsubstrat können dann, wenn das Siliziumsubstrat ferner einer Behandlung unter Verwendung einer Nitro-Fluorwasserstoffsäure (einer Mischsäure aus Fluorwasserstoffsäure und Salpetersäure) unterzogen wird, Basisteile der Textur abgerundet werden. Durch Abrunden von Spitzenteilen und Basisteilen der Textur kann ein Absplittern der Spitzenteile der Textur und ein Reißen ausgehend von deren Basisteilen der Solarzelle verhindert werden, wenn die Solarzelle Stößen ausgesetzt ist.After forming the texture on the single-crystal silicon substrate, when the silicon substrate is further subjected to treatment using nitro-hydrofluoric acid (a hydrofluoric acid-nitric acid mixed acid), base parts of the texture may be rounded off. By rounding off peak parts and base parts of the texture, chipping of the tip parts of the texture and cracking from their base parts of the solar cell can be prevented when the solar cell is exposed to shocks.

In der vorliegenden Ausführungsform ist, wie es in der vergrößerten Querschnittsansicht von 2 gezeigt ist, in der rauen Struktur der Textur der Krümmungsradius R1 der Basisteile größer ausgebildet als der Krümmungsradius R2 der Peakteile. Hier stehen die Basisteile für Spitzenteile von Tälern in der Textur, und die Peakteile stehen für Spitzenteile von Rippen in der Textur. D. h., in der vorliegenden Ausführungsform weisen in der rauen Struktur der Textur die Basisteile eine sanftere Form als die Peakteile auf. Der obere Grenzwert des Krümmungsradius R1 der Basisteile ist nicht speziell beschränkt, wird jedoch in einer geeigneten Weise auf einen Wert eingestellt, der die optische Wirkung der Textur nicht wesentlich vermindert.In the present embodiment, as shown in the enlarged cross-sectional view of FIG 2 is shown, formed in the rough structure of the texture of the radius of curvature R1 of the base parts larger than the radius of curvature R2 of the peak portions. Here are the base parts for top parts of valleys in the texture, and the peak parts stand for top parts of ribs in the texture. That is, in the present embodiment, in the rough structure of the texture, the base parts have a gentler shape than the peak parts. The upper limit of the radius of curvature R1 of the base parts is not specifically limited, but it is set in a suitable manner to a value which does not substantially reduce the optical effect of the texture.

Wie es in der 2 gezeigt ist, weist das Siliziumsubstrat 10 einen gering dotierten Bereich 10a und einen stark dotierten Bereich 10b auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche auf. Der gering dotierte Bereich 10a ist zu einem n-Typ dotiert. Ferner ist der stark dotierte Bereich 10b auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche zwischen dem gering dotierten Bereich 10a und der zweiten amorphen Siliziumschicht des i-Typs 16 bereitgestellt, welche die Seite der Lichteinfalloberfläche wird. Der stark dotierte Bereich 10b auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche ist ein n+-Bereich, bei dem eine Dotiersubstanz des n-Typs in einer höheren Menge dotiert ist als in dem gering dotierten Bereich 10a. D. h., der stark dotierte Bereich 10b auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche weist eine höhere Konzentration der n-Typ-Dotiersubstanz auf als der gering dotierte Bereich 10a. Der stark dotierte Bereich 10b auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche ist auf der gesamten Oberfläche der Seite der amorphen Siliziumschicht des n-Typs 18 des niedrig dotierten Bereichs 10a bereitgestellt.As it is in the 2 is shown, the silicon substrate 10 a low-doped region 10a and a heavily doped area 10b on the side of the second main surface. The low-doped area 10a is doped to an n-type. Further, the heavily doped region 10b on the side of the second major surface between the low-doped region 10a and the second amorphous silicon layer of i-type 16 which becomes the side of the light incident surface. The heavily doped area 10b on the side of the second main surface is an n + region in which an n-type dopant is doped in a higher amount than in the low-doped region 10a , That is, the heavily doped region 10b on the side of the second main surface has a higher concentration of the n-type dopant than the low-doped region 10a , The heavily doped area 10b on the side of the second main surface is on the whole Surface of the side of the n-type amorphous silicon layer 18 of the low-doped region 10a provided.

Der stark dotierte Bereich 10b auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche wird unter Verwendung eines Ionenimplantierungsverfahrens, eines thermischen Diffusionsverfahrens, eines Plasmadotierverfahrens oder eines epitaxialen Wachstumsverfahrens gebildet. Als n-Typ-Dotiersubstanz werden P (Phosphor), As (Arsen), Sb (Antimon) und dergleichen verwendet, und insbesondere wird P in geeigneter Weise verwendet.The heavily doped area 10b on the second main surface side is formed by using an ion implantation method, a thermal diffusion method, a plasma doping method, or an epitaxial growth method. As the n-type dopant, P (phosphorus), As (arsenic), Sb (antimony) and the like are used, and in particular, P is suitably used.

Beispielsweise kann P (Phosphor) auf die Oberfläche des Siliziumsubstrats 10, das eine darauf ausgebildete Textur aufweist, in dem Zustand einer unterdrückten Defekterzeugung durch Durchführen einer Wärmebehandlung mit zugemischtem POCl3-Gas auf der Oberfläche dotiert werden. Ferner wird in dem Fall der Verwendung eines Ionenimplantierungsverfahrens zum Vermindern der Defekte, die bei der Ionenimplantierung erzeugt werden, ein Hochtemperaturtempern oder RTA (schnelles thermisches Tempern („Rapid Thermal Annealing”)) bevorzugt in einer Kombination verwendet. Ferner kann der stark dotierte Bereich 10b auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche durch Bilden von Diffusionsquellen auf dem Siliziumsubstrat durch ein Nassverfahren und dann Diffundierenlassen von P (Phosphor) oder dergleichen zu der Oberfläche des Siliziumsubstrats durch eine Wärmebehandlung gebildet werden.For example, P (phosphorus) may be on the surface of the silicon substrate 10 having a texture formed thereon, in the state of suppressed defect generation by performing heat treatment with POCl 3 mixed gas mixed on the surface. Further, in the case of using an ion implantation method for reducing the defects generated in the ion implantation, high-temperature annealing or RTA (rapid thermal annealing) is preferably used in combination. Furthermore, the heavily doped region 10b on the side of the second main surface by forming diffusion sources on the silicon substrate by a wet method and then diffusing P (phosphorus) or the like to the surface of the silicon substrate by a heat treatment.

Nachstehend wird das Dotierprofil des stark dotierten Bereichs 10b auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche beschrieben. In dem Fall, bei dem eine Dotiersubstanz zu dem Siliziumsubstrat 10 diffundieren gelassen wird, können abhängig von den Ebenenrichtungen verschiedene Dotierprofile erhalten werden. In der vorliegenden Ausführungsform diffundiert in dem Fall des Dotierens von P (Phosphor) in das Siliziumsubstrat 10 P (Phosphor) leichter in die (100)-Ebene als in die (111)-Ebene und unter den gleichen thermischen Diffusionsbedingungen (z. B. 850°C, 1 Stunde) ergibt die (100)-Ebene eine größere Diffusionslänge der Dotiersubstanz und eine höhere Dotiersubstanzkonzentration als die (111)-Ebene.Below is the doping profile of the heavily doped region 10b described on the second main surface side. In the case where a dopant is added to the silicon substrate 10 Depending on the plane directions, different doping profiles can be obtained. In the present embodiment, in the case of doping P (phosphorus) diffuses into the silicon substrate 10 P (phosphorus) more easily in the (100) plane than in the (111) plane and under the same thermal diffusion conditions (eg, 850 ° C, 1 hour), the (100) plane gives a larger diffusion length of the dopant and a dopant concentration higher than the (111) plane.

In der vorliegenden Ausführungsform wird in der rauen Struktur des Siliziumsubstrats 10 die Textur so gebildet, dass der Krümmungsradius R1 der Basisteile größer wird als der Krümmungsradius R2 der Peakteile. Die geneigten Oberflächen der Textur sind (111)-Ebenen und in den Basisteilen der rauen Struktur, die einen großen Krümmungsradius R1 aufweisen, erstrecken sich Bereiche, die Ebenenrichtungen nahe der (100)-Ebene aufweisen, stärker als andere Bereiche. Daher diffundiert die Dotiersubstanz durch die thermische Diffusion während der Dotierzeit einfacher in die Tiefenrichtung in den Basisteilen der Textur als in die anderen Bereiche. D. h., der stark dotierte Bereich 10b auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche wird in den Basisteilen dick und erreicht eine hohe Dotiersubstanzkonzentration.In the present embodiment, in the rough structure of the silicon substrate 10 the texture is formed such that the radius of curvature R1 of the base portions becomes larger than the radius of curvature R2 of the peak portions. The inclined surfaces of the texture are (111) planes, and in the base parts of the rough structure having a large radius of curvature R1, regions having plane directions near the (100) plane extend more than other regions. Therefore, the dopant diffuses more easily through the thermal diffusion during the doping time in the depth direction in the base parts of the texture than in the other regions. That is, the heavily doped region 10b on the side of the second main surface becomes thick in the base parts and reaches a high dopant concentration.

Beispielsweise kann in dem Fall, bei dem die Schichtdicke des stark dotierten Bereichs 10b auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche in den Bereichen, die von den Basisteilen verschieden sind, etwa 50 nm beträgt, die Schichtdicke des stark dotierten Bereichs 10b auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche in den Basisteilbereichen auf etwa 100 nm eingestellt werden.For example, in the case where the layer thickness of the heavily doped region 10b On the side of the second main surface in the regions other than the base parts is about 50 nm, the layer thickness of the heavily doped region 10b on the side of the second main surface in the base part regions are set to about 100 nm.

Die Beziehung der Schichtdicke des stark dotierten Bereichs 10b auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche ist jedoch nicht darauf beschränkt, und es ist ausreichend, wenn die Schichtdicke des stark dotierten Bereichs 10b auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche in Bereichen in der Nähe der Basisteile der Textur größer gemacht wird als in den anderen Bereichen davon. Die Schichtdicke des stark dotierten Bereichs 10b auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche kann durch das Dotierverfahren, die Dotierbedingungen und dergleichen zweckmäßig eingestellt werden.The relationship of the layer thickness of the heavily doped region 10b however, on the side of the second main surface is not limited thereto, and it is sufficient if the layer thickness of the heavily doped region 10b is made larger on the second major surface side in areas near the base parts of the texture than in the other areas thereof. The layer thickness of the heavily doped region 10b On the side of the second main surface, the doping method, the doping conditions and the like can be appropriately set by the doping method.

Wie es vorstehend beschrieben worden ist, werden durch Bilden der Basisteile durch die Behandlung nach der Texturbildung, so dass der Krümmungsradius der Basisteile groß wird, und durch Erhöhen der Menge der Dotiersubstanz in dem stark dotierten Bereich 10b auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche in den Basisteilen Ladungsträger, die in den Peakteilen der Textur erzeugt werden, effizient getrennt und die Rekombination der Ladungsträger kann unterdrückt werden.As described above, by forming the base parts by the treatment after the texture formation so that the radius of curvature of the base parts becomes large, and by increasing the amount of the dopant in the heavily doped region 10b On the side of the second main surface in the base parts, carriers which are generated in the peak parts of the texture are efficiently separated and the recombination of the carriers can be suppressed.

Ferner beträgt die durchschnittliche Dotierkonzentration von P (Phosphor) in dem gering dotierten Bereich 10a vorzugsweise etwa 1 × 1014 bis 1 × 1016 cm–3 und insbesondere 1 × 1014 bis 1 × 1015 cm–3. Im Gegensatz dazu wird die durchschnittliche Konzentration von P (Phosphor) in dem stark dotierten Bereich 10b auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche zweckmäßig auf etwa 1 × 1018 cm–3 eingestellt. In dem Fall, bei dem ein thermisches Diffusionsverfahren oder ein Plasmadotierverfahren zur Bildung des stark dotierten Bereichs 10b auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche verwendet wird, wird ein Konzentrationsgradient gebildet, in dem die Konzentration allmählich hoch wird, wenn Bereiche in dem stark dotierten Bereich 10b auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche weiter von dem gering dotierten Bereich 10a entfernt sind. Dabei wird der durchschnittliche Wert der Dotiersubstanzkonzentration des stark dotierten Bereichs 10b auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche in den Basisbereichen höher als in den anderen Bereichen.Further, the average doping concentration of P (phosphorus) is in the low-doped region 10a preferably about 1 × 10 14 to 1 × 10 16 cm -3, and more preferably 1 × 10 14 to 1 × 10 15 cm -3 . In contrast, the average concentration of P (phosphorus) in the heavily doped region 10b set appropriately on the side of the second main surface to about 1 × 10 18 cm -3 . In the case where a thermal diffusion method or a plasma doping method for forming the heavily doped region 10b is used on the side of the second main surface, a concentration gradient is formed in which the concentration gradually becomes high when regions in the heavily doped region 10b on the side of the second major surface farther from the low-doped region 10a are removed. At this time, the average value of the dopant concentration of the heavily doped region becomes 10b on the side of the second main surface in the base regions higher than in the other regions.

Obwohl die Dotierkonzentration des gering dotierten Bereichs 10a auf 1 × 1014 bis 1 × 1016 cm–3 festgelegt worden ist und diejenige des stark dotierten Bereichs 10b auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche auf 1 × 1018 cm–3 oder höher festgelegt worden ist, sind die Dotierkonzentrationen dieser Bereiche nicht darauf beschränkt. D. h., es ist ausreichend, wenn die Dotierkonzentration des stark dotierten Bereichs 10b auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche höher ist als diejenige des gering dotierten Bereichs 10a. Insbesondere beträgt die Dotierkonzentration des stark dotierten Bereichs 10b auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche vorzugsweise etwa das 100-fache bis 1000-fache von derjenigen des gering dotierten Bereichs 10a. Although the doping concentration of the low-doped region 10a is set to 1 × 10 14 to 1 × 10 16 cm -3 and that of the heavily doped region 10b is set to 1 × 10 18 cm -3 or higher on the second main surface side, the doping concentrations of these regions are not limited thereto. That is, it is sufficient if the doping concentration of the heavily doped region 10b on the side of the second main surface is higher than that of the low-doped region 10a , In particular, the doping concentration of the heavily doped region 10b on the side of the second main surface, preferably about 100 times to 1000 times that of the lightly doped region 10a ,

Die Solarzelle 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann verglichen mit herkömmlichen Solarzellen eine erhöhte Stromerzeugungseffizienz erreichen. Es wird angenommen, dass dies auf den folgenden Vorgang zurückzuführen ist.The solar cell 100 According to the present embodiment, increased power generation efficiency can be achieved as compared with conventional solar cells. It is believed that this is due to the following process.

Wie es in der 3 gezeigt ist, wird Licht, das in das Siliziumsubstrat 10 eintritt, gebrochen und konvergiert auf einem Peakteil (einem Spitzenteil der Textur, der in der Figur schraffiert dargestellt ist) der rauen Struktur. Daher wird die Dichte von Ladungsträgern, die in dem Peakteil der Textur erzeugt werden, höher als in den anderen Bereichen. In der Solarzelle 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der stark dotierte Bereich 10b auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche, der zwischen dem Siliziumsubstrat 10 und der zweiten amorphen Siliziumschicht des i-Typs 16 bereitgestellt ist, dicker ausgebildet und weist in dem Basisteil der Textur eine höhere Dotierkonzentration auf als in den anderen Bereichen. Da der Bereich, bei dem die Dotierkonzentration hoch ist, eine hohe Leitfähigkeit aufweist, wird es für Ladungsträger, die durch Eintreten von Licht erzeugt worden sind, einfach, in die Richtung des Basisteils zu fließen, wodurch die Ladungsträgerdiffusion erleichtert wird. Daher kann die Wahrscheinlichkeit einer Rekombination von Ladungsträgern in dem Peakteil der Textur, wo sich die erzeugten Ladungsträger konzentrieren, gering gemacht werden, wodurch die Lebensdauer der Ladungsträger verbessert wird und dadurch die Stromerzeugungseffizienz der Solarzelle verbessert wird.As it is in the 3 Shown is light that enters the silicon substrate 10 occurs, refracts, and converges on a peak portion (a peak portion of the texture hatched in the figure) of the rough texture. Therefore, the density of carriers generated in the peak part of the texture becomes higher than in the other areas. In the solar cell 100 According to the present embodiment, the heavily doped region 10b on the side of the second main surface, between the silicon substrate 10 and the second amorphous silicon layer of i-type 16 is thicker and has a higher doping concentration in the base portion of the texture than in the other areas. Since the region where the doping concentration is high has a high conductivity, it becomes easy for carriers generated by the light to flow in the direction of the base part, thereby facilitating the carrier diffusion. Therefore, the likelihood of recombination of carriers in the peak part of the texture where the generated carriers are concentrated can be made small, thereby improving the life of the carriers and thereby improving the power generation efficiency of the solar cell.

In der vorliegenden Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, in dem der stark dotierte Bereich 10b auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche auf der gesamten Oberfläche der Seite der amorphen Siliziumschicht des n-Typs 18 des gering dotierten Bereichs 10a bereitgestellt ist. Der stark dotierte Bereich 10b auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche kann jedoch auf einem Teil der Oberfläche der Seite der amorphen Siliziumschicht des n-Typs 18 des gering dotierten Bereichs bereitgestellt werden. Der stark dotierte Bereich 10b auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche kann z. B. nur auf beiden Endteilen in der Richtung nahezu orthogonal zu der Dickenrichtung oder nur in einem zentralen Teil nahezu in der orthogonalen Richtung bereitgestellt werden.In the present embodiment, an example has been described in which the heavily doped region 10b on the side of the second main surface on the entire surface of the side of the n-type amorphous silicon layer 18 of the low-doped region 10a is provided. The heavily doped area 10b however, on the side of the second main surface, on a part of the surface of the side of the n-type amorphous silicon layer 18 of the low-doped region. The heavily doped area 10b on the side of the second main surface z. For example, only on both end parts in the direction almost orthogonal to the thickness direction or only in a central part almost in the orthogonal direction.

Ferner ist, obwohl die Verwendung der Seite der zweiten Hauptoberfläche, d. h., der Seite der amorphen Siliziumschicht des n-Typs 18, als Lichteinfalloberfläche beschrieben worden ist, die Verwendung der Seite der ersten Hauptoberfläche, d. h., der Seite der amorphen Siliziumschicht des p-Typs 14, als Lichteinfalloberfläche zulässig. In diesem Fall ist es zulässig, wenn die Textur auf der Seite der ersten Hauptoberfläche des Siliziumsubstrats 10 ausgebildet wird und der stark dotierte Bereich 10b, bei dem eine Dotiersubstanz des n-Typs dotiert wird, auf der Seite der ersten Hauptoberfläche bereitgestellt wird. Dabei kann durch Bilden der Textur derart, dass in der rauen Struktur des Siliziumsubstrats 10 der Krümmungsradius R1 der Basisteile größer wird als der Krümmungsradius R2 der Peakteile, die Schichtdicke des stark dotierten Bereichs 10b in den Basisteilen größer gemacht werden als die Schichtdicke des stark dotierten Bereichs 10b in den Peakteilen.Further, although the use of the side of the second main surface, that is, the side of the n-type amorphous silicon layer 18 , has been described as a light incident surface, the use of the side of the first main surface, that is, the side of the p-type amorphous silicon layer 14 , allowed as a light incident surface. In this case, it is permissible if the texture on the side of the first main surface of the silicon substrate 10 is formed and the heavily doped area 10b in which an n-type dopant is doped is provided on the side of the first main surface. In this case, by forming the texture such that in the rough structure of the silicon substrate 10 the radius of curvature R1 of the base parts is greater than the radius of curvature R2 of the peak parts, the layer thickness of the heavily doped region 10b be made larger in the base parts than the layer thickness of the heavily doped region 10b in the peak parts.

Ferner können Texturen sowohl auf der Seite der ersten Hauptoberfläche als auch auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche bereitgestellt werden, und stark dotierte Bereiche 10b, bei denen eine Dotiersubstanz des n-Typs dotiert ist, können auf beiden Oberflächen der Seite der ersten Hauptoberfläche und der Seite der zweiten Hauptoberfläche bereitgestellt werden.Further, textures may be provided on both the first main surface side and the second main surface side, and heavily doped regions 10b in which an n-type dopant is doped may be provided on both surfaces of the first main surface side and the second main surface side.

In der vorstehenden Ausführungsform wurde beschrieben, dass die erste und die zweite amorphe Siliziumschicht des i-Typs 12 und 16 vorzugsweise hydrierte amorphe Siliziumschichten des i-Typs (i-Typ a-Si:H) sind, die amorphe Siliziumschicht des p-Typs 14 vorzugsweise eine hydrierte amorphe Siliziumschicht des p-Typs (p-Typ a-Si:H) ist und die amorphe Siliziumschicht des n-Typs 18 vorzugsweise eine hydrierte amorphe Siliziumschicht des n-Typs (n-Typ a-Si:H) ist. Diese Schichten (12, 16, 14 und 18) sind jedoch nicht bezüglich ihrer Materialien beschränkt, solange sie die Rekombination auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats 10 unterdrücken können und leitfähige Ladungsträger, die in dem Siliziumsubstrat 10 durch eine Lichteinstrahlung erzeugt werden, trennen können.In the above embodiment, it has been described that the first and second i-type amorphous silicon layers 12 and 16 preferably hydrogenated amorphous silicon layers of the i-type (i-type a-Si: H), the amorphous silicon layer of the p-type 14 Preferably, a hydrogenated p-type amorphous silicon layer (p-type a-Si: H) and the n-type amorphous silicon layer 18 Preferably, a hydrogenated amorphous silicon layer of the n-type (n-type a-Si: H) is. These layers ( 12 . 16 . 14 and 18 ) are not limited in their materials as long as they have the recombination on the surface of the silicon substrate 10 can suppress and conductive charge carriers in the silicon substrate 10 can be generated by a light irradiation, can separate.

Beispielsweise kann in dem Fall, bei dem eine Schicht auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats 10 eine Einzelschicht ist, anstelle des i-Typ a-Si:H der p-Typ oder der n-Typ a-Si:H oder ein i-Typ, p-Typ oder n-Typ a-SiC:H verwendet werden. In dem Fall, bei dem eine Mehrzahl von Schichten laminiert ist, wie dies in der vorstehenden Ausführungsform der Fall ist, wird auf der Seite in der Nähe des Siliziumsubstrats 10 der i-Typ a-Si:H oder der i-Typ a-SiC:H oder eine Schicht mit niedriger Konzentration, die aus dem p-Typ oder dem n-Typ a-Si:H oder a-SiC:H zusammengesetzt ist, bereitgestellt. Auf der i-Typ-Schicht oder der Schicht mit niedriger Konzentration kann ein hochkonzentrierter p-Typ oder n-Typ a-Si:H oder ein p-Typ μc-Si:H oder dergleichen laminiert werden. Obwohl hier beispielhaft hydrierte Materialen angegeben worden sind, müssen die Materialien nicht hydriert sein.For example, in the case where a layer on the surface of the silicon substrate 10 a single layer is used instead of the i-type a-Si: H of the p-type or the n-type a-Si: H or an i-type, p-type or n-type a-SiC: H. In the case where a plurality of layers are laminated, as in the above embodiment, on the side near the silicon substrate becomes 10 i-type a-Si: H or i-type a-SiC: H or a low-concentration layer composed of p-type or n-type a-Si: H or a-SiC: H provided. On the i-type layer or the low-concentration layer, a high-concentration p-type or n-type a-Si: H or a p-type μc-Si: H or the like may be laminated. Although exemplified herein are hydrogenated materials, the materials need not be hydrogenated.

Ferner ist es selbstverständlich, dass die Schichtdicke jeder Schicht, welche die Solarzelle 100 bildet, in einer geeigneten Weise variiert werden kann. Beispielsweise kann die Dicke des Siliziumsubstrats 10 auf 50 μm bis 300 μm eingestellt werden. Ferner können die Dicken der Rekombination-unterdrückenden Schichten auf den Seiten der ersten und der zweiten Hauptoberfläche des Siliziumsubstrats 10 auf 1 nm bis 50 nm, vorzugsweise 2 nm bis 15 nm, eingestellt werden.Furthermore, it goes without saying that the layer thickness of each layer containing the solar cell 100 forms, can be varied in a suitable manner. For example, the thickness of the silicon substrate 10 be set to 50 microns to 300 microns. Further, the thicknesses of the recombination-suppressing layers may be on the sides of the first and second major surfaces of the silicon substrate 10 to 1 nm to 50 nm, preferably 2 nm to 15 nm.

Ferner wurden in der vorliegenden Ausführungsform Beispiele beschrieben, in denen keine Schutzschichten auf den Rekombination-unterdrückenden Schichten auf den Seiten der ersten und der zweiten Hauptoberfläche des Siliziumsubstrats 10 ausgebildet sind. Auf mindestens einer der Rekombination-unterdrückenden Schichten auf den Seiten der ersten und der zweiten Hauptoberfläche des Siliziumsubstrats 10 kann jedoch eine Schutzschicht ausgebildet sein. Die Schutzschicht weist z. B. eine Funktion des Unterdrückens einer Beschädigung der Rekombination-unterdrückenden Schichten und des Unterdrückens einer Lichtreflexion auf. Die Schutzschicht ist vorzugsweise aus einem Material ausgebildet, das eine hohe Lichtdurchlässigkeit aufweist, und sie ist zweckmäßig aus Siliziumoxid (SiO2), Siliziumnitrid (SiN), Siliziumoxynitrid (SiON) oder dergleichen ausgebildet.Further, in the present embodiment, examples have been described in which no protective layers are provided on the recombination-suppressing layers on the sides of the first and second main surfaces of the silicon substrate 10 are formed. On at least one of the recombination-suppressing layers on the sides of the first and second major surfaces of the silicon substrate 10 However, a protective layer may be formed. The protective layer has z. For example, it has a function of suppressing damage to the recombination-suppressing layers and suppressing light reflection. The protective layer is preferably formed of a material having high light transmittance, and is suitably formed of silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (SiN), silicon oxynitride (SiON) or the like.

Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Solarzelle mit einem kristallinen Siliziumsubstrat eines ersten Leitungstyps (Siliziumsubstrat 10) mit einer Textur, die auf einer Oberfläche davon bereitgestellt ist, und einer amorphen Siliziumschicht (einer ersten amorphen Siliziumschicht des i-Typs 12 oder einer zweiten amorphen Siliziumschicht des i-Typs 16), die sich auf der Oberflächenseite des kristallinen Siliziumsubstrats befindet, wobei die Textur einen größeren Krümmungsradius R1 von Basisteilen davon als der Krümmungsradius R2 von Peakteilen davon aufweist und das Siliziumsubstrat (Siliziumsubstrat 10) einen dotierten Bereich eines ersten Leitungstyps (stark dotierter Bereich 10b der Seite der ersten Hauptoberfläche) aufweist, in dem eine Dotiersubstanz eines ersten Leitungstyps in die Oberflächenschicht dotiert ist.As described above, one aspect of the present invention is a solar cell having a crystalline silicon substrate of a first conductivity type (silicon substrate 10 ) having a texture provided on a surface thereof and an amorphous silicon layer (a first i-type amorphous silicon layer 12 or a second amorphous silicon layer of the i-type 16 ), which is on the surface side of the crystalline silicon substrate, the texture having a larger radius of curvature R1 of base portions thereof than the radius of curvature R2 of peak portions thereof, and the silicon substrate (silicon substrate 10 ) a doped region of a first conductivity type (heavily doped region 10b the side of the first main surface) in which a dopant of a first conductivity type is doped in the surface layer.

Dabei weist der dotierte Bereich eines ersten Leitungstyps (stark dotierter Bereich 10b der Seite der ersten Hauptoberfläche) zweckmäßig in Basisteilen der Textur eine größere Schichtdicke auf als die Schichtdicke in deren Peakteilen.In this case, the doped region of a first conductivity type (heavily doped region 10b the side of the first main surface) expediently in base parts of the texture has a greater layer thickness than the layer thickness in its peak parts.

Ferner ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle, das einen ersten Schritt des Bildens einer Textur auf einer Oberfläche eines kristallinen Siliziumsubstrats eines ersten Leitungstyps (Siliziumsubstrat 10); einen zweiten Schritt des Diffundierenlassens einer Dotiersubstanz eines ersten Leitungstyps zu der Oberfläche des Siliziumsubstrats (Siliziumsubstrat 10), auf der die Textur ausgebildet ist; und einen dritten Schritt des Bildens einer amorphen Siliziumschicht (einer ersten amorphen Siliziumschicht des i-Typs 12 oder einer zweiten amorphen Siliziumschicht des i-Typs 16) auf der Oberflächenseite des Siliziumsubstrats (Siliziumsubstrats 10), auf der die Textur ausgebildet ist, umfasst, wobei in dem ersten Schritt die Textur derart ausgebildet wird, dass Basisteile davon einen größeren Krümmungsradius R1 aufweisen als der Krümmungsradius R2 von Peakteilen davon.Further, another aspect of the present invention is a method for producing a solar cell, which comprises a first step of forming a texture on a surface of a crystalline silicon substrate of a first conductivity type (silicon substrate 10 ); a second step of diffusing a dopant of a first conductivity type to the surface of the silicon substrate (silicon substrate 10 ) on which the texture is formed; and a third step of forming an amorphous silicon layer (a first i-type amorphous silicon layer 12 or a second amorphous silicon layer of the i-type 16 ) on the surface side of the silicon substrate (silicon substrate 10 ) on which the texture is formed, wherein in the first step, the texture is formed such that base portions thereof have a larger radius of curvature R1 than the radius of curvature R2 of peak portions thereof.

Ferner ist der erste Leitungstyp zweckmäßig ein n-Typ und die Dotiersubstanz ist zweckmäßig Phosphor.Furthermore, the first conductivity type is suitably an n-type and the dopant is suitably phosphorus.

Der Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die vorstehende Ausführungsform beschränkt. D. h., die vorliegende Erfindung kann angewandt werden, solange die Solarzelle eine Solarzelle mit einer Struktur ist, in der eine raue Struktur einer Textur auf einer Substratoberfläche ausgebildet ist und eine stark dotierte Schicht auf der Substratoberfläche bereitgestellt ist.The scope of the present invention is not limited to the above embodiment. That is, the present invention can be applied as long as the solar cell is a solar cell having a structure in which a rough texture of a texture is formed on a substrate surface and a heavily doped layer is provided on the substrate surface.

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Claims (7)

Solarzelle, umfassend: ein kristallines Siliziumsubstrat eines ersten Leitungstyps mit einer Textur, die auf einer Oberfläche davon bereitgestellt ist; und eine amorphe Siliziumschicht, die sich auf der Oberfläche des kristallinen Siliziumsubstrats befindet, wobei die Textur einen größeren Krümmungsradius eines Basisteils davon aufweist als ein Krümmungsradius eines Peakteils davon; und das kristalline Siliziumsubstrat einen stark dotierten Bereich des ersten Leitungstyps mit einer Dotiersubstanz des ersten Leitungstyps auf der Oberfläche aufweist und der stark dotierte Bereich des ersten Leitungstyps eine höhere Dotiersubstanzkonzentration aufweist als eine Dotiersubstanzkonzentration in einem zentralen Teil in der Dickenrichtung des kristallinen Siliziumsubstrats.Solar cell, comprising: a crystalline silicon substrate of a first conductivity type having a texture provided on a surface thereof; and an amorphous silicon layer located on the surface of the crystalline silicon substrate, wherein the texture has a larger radius of curvature of a base portion thereof than a radius of curvature of a peak portion thereof; and the crystalline silicon substrate has a heavily doped region of the first conductivity type with a dopant of the first conductivity type on the surface and the heavily doped region of the first conductivity type has a higher dopant concentration than a dopant concentration in a central portion in the thickness direction of the crystalline silicon substrate. Solarzelle nach Anspruch 1, wobei der stark dotierte Bereich des ersten Leitungstyps eine größere Dicke des Basisteils der Textur aufweist als eine Dicke des Peakteils davon.The solar cell according to claim 1, wherein the heavily doped region of the first conductivity type has a greater thickness of the base portion of the texture than a thickness of the peak portion thereof. Solarzelle nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Leitungstyp ein n-Typ ist und die Dotiersubstanz Phosphor ist.A solar cell according to claim 1 or 2, wherein the first conductivity type is n-type and the dopant is phosphorus. Solarzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der stark dotierte Bereich des ersten Leitungstyps auf der Seite einer Lichteinfalloberfläche des kristallinen Siliziumsubstrats bereitgestellt ist.A solar cell according to any one of claims 1 to 3, wherein the heavily doped region of the first conductivity type is provided on the side of a light incident surface of the crystalline silicon substrate. Solarzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der stark dotierte Bereich des ersten Leitungstyps auf einer Rückoberflächenseite des kristallinen Siliziumsubstrats bereitgestellt ist.A solar cell according to any one of claims 1 to 4, wherein the heavily doped region of the first conductivity type is provided on a back surface side of the crystalline silicon substrate. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle, umfassend: einen ersten Schritt des Bildens einer Textur auf einer Oberfläche eines kristallinen Siliziumsubstrats eines ersten Leitungstyps; einen zweiten Schritt des Diffundierenlassens einer Dotiersubstanz des ersten Leitungstyps auf die Oberfläche des Siliziumsubstrats, auf der die Textur ausgebildet ist, so dass die Oberfläche eine höhere Dotiersubstanzkonzentration aufweist als eine Dotiersubstanzkonzentration in einem zentralen Bereich in der Dickenrichtung des Siliziumsubstrats; und einen dritten Schritt des Bildens einer amorphen Siliziumschicht auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats, auf der die Textur ausgebildet ist, wobei in dem ersten Schritt die Textur derart ausgebildet wird, dass ein Basisteil der Textur einen größeren Krümmungsradius aufweist als ein Krümmungsradius eines Peakteils davon.A process for producing a solar cell, comprising: a first step of forming a texture on a surface of a crystalline silicon substrate of a first conductivity type; a second step of diffusing a dopant of the first conductivity type onto the surface of the silicon substrate on which the texture is formed so that the surface has a higher dopant concentration than a dopant concentration in a central region in the thickness direction of the silicon substrate; and a third step of forming an amorphous silicon layer on the surface of the silicon substrate on which the texture is formed; wherein in the first step, the texture is formed such that a base part of the texture has a larger radius of curvature than a curvature radius of a peak part thereof. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle nach Anspruch 6, wobei der erste Leitungstyp ein n-Typ ist und die Dotiersubstanz Phosphor ist.A method of manufacturing a solar cell according to claim 6, wherein said first conductivity type is n-type and said dopant is phosphorus.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7007088B2 (en) * 2016-12-07 2022-01-24 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Light receiving elements, image sensors and electronic devices
CN108831967B (en) * 2018-06-25 2019-10-29 江苏悦阳光伏科技有限公司 A kind of novel HIT solar battery and preparation method thereof
JP2022545188A (en) * 2019-08-12 2022-10-26 アリゾナ ボード オブ リージェンツ オン ビハーフ オブ アリゾナ ステート ユニバーシティ Perovskite/silicon tandem photovoltaic device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016155419A (en) 2015-02-23 2016-09-01 株式会社タチエス Tip-up seat for vehicle and method of holding seat cushion

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3206350B2 (en) * 1995-01-26 2001-09-10 トヨタ自動車株式会社 Solar cell
EP1005095B1 (en) * 1997-03-21 2003-02-19 Sanyo Electric Co., Ltd. Method of manufacturing a photovoltaic element
JP2001284616A (en) * 2000-04-03 2001-10-12 Toyota Motor Corp Photoelectric transfer element for thermal optical generating device
US20080173347A1 (en) * 2007-01-23 2008-07-24 General Electric Company Method And Apparatus For A Semiconductor Structure
US7964499B2 (en) * 2008-05-13 2011-06-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of forming semiconductor solar cells having front surface electrodes
DE102008030693A1 (en) 2008-07-01 2010-01-14 Institut Für Solarenergieforschung Gmbh Heterojunction solar cell with absorber with integrated doping profile
EP2159851A1 (en) 2008-09-01 2010-03-03 Université de Neuchâtel Method for limiting epitaxial growth in a photoelectric device with heterojunctions and such a photoelectric device
KR101539047B1 (en) * 2008-12-24 2015-07-23 인텔렉츄얼 키스톤 테크놀로지 엘엘씨 Photoelectric conversion device and Manufacturing method thereof
JP2011009733A (en) * 2009-05-28 2011-01-13 Kyocera Corp Solar cell element, solar cell module, and photovoltaic power generation device
NL2003390C2 (en) 2009-08-25 2011-02-28 Stichting Energie Solar cell and method for manufacturing such a solar cell.
US8686283B2 (en) * 2010-05-04 2014-04-01 Silevo, Inc. Solar cell with oxide tunneling junctions
DE102010024309A1 (en) * 2010-06-18 2011-12-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Process for producing a photovoltaic solar cell
NL2006298C2 (en) * 2011-02-24 2012-08-27 Energieonderzoek Ct Nederland Solar cell and method for manufacturing such a solar cell.
US20120273036A1 (en) * 2011-04-29 2012-11-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof
KR101423018B1 (en) * 2012-04-25 2014-07-24 카네카 코포레이션 Solar cell, solar cell manufacturing method, and solar cell module
US10014425B2 (en) * 2012-09-28 2018-07-03 Sunpower Corporation Spacer formation in a solar cell using oxygen ion implantation
JP5889163B2 (en) * 2012-11-02 2016-03-22 三菱電機株式会社 Photovoltaic device, manufacturing method thereof, and photovoltaic module
JP2014192426A (en) 2013-03-28 2014-10-06 Panasonic Corp Solar cell and manufacturing method thereof
EP2980861B1 (en) * 2013-03-28 2020-01-08 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Solar cell
WO2014175066A1 (en) * 2013-04-25 2014-10-30 シャープ株式会社 Photoelectric conversion element
JP6529437B2 (en) * 2013-10-25 2019-06-12 シャープ株式会社 Photoelectric conversion device, photoelectric conversion module, and solar power generation system
JP6058212B2 (en) * 2014-04-16 2017-01-11 三菱電機株式会社 Solar cell and method for manufacturing solar cell
JP6435340B2 (en) * 2014-09-30 2018-12-05 株式会社カネカ Crystal silicon solar cell manufacturing method and solar cell module manufacturing method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016155419A (en) 2015-02-23 2016-09-01 株式会社タチエス Tip-up seat for vehicle and method of holding seat cushion

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Publication number Publication date
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CN107706250A (en) 2018-02-16
US10872986B2 (en) 2020-12-22

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